三少爷的剑

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面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科(ke)学(xue)院办(ban)院方针

宝马3系 > 科研进展

沈阳自动化所高精密测量技术研究取得进展

2020-11-25 沈阳自动(dong)化研究所
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语(yu)音播报

  近(jin)日,中(zhong)国(guo)科学院沈阳(yang)自(zi)动(dong)化研究所智能(neng)检测与装备研究室IDE团队在国(guo)家重点研发(fa)计划项目的(de)支(zhi)持下,艰苦(ku)攻关,创新(xin)性提出了高负载大(da)可(ke)变量(liang)程的(de)大(da)型圆柱度测量(liang)新(xin)方法(fa)(fa),并依此(ci)方法(fa)(fa)研发(fa)了大(da)型圆柱度测量(liang)仪(yi)。

  圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)是精(jing)密(mi)回转(zhuan)(zhuan)类(lei)零件(jian)重要(yao)的(de)精(jing)度(du)(du)指标之一。目前,圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)测(ce)量(liang)(liang)仪大(da)多通过(guo)接(jie)(jie)触(chu)式传(chuan)感(gan)器获取被测(ce)目标信息,采用精(jing)密(mi)转(zhuan)(zhuan)台(tai)回转(zhuan)(zhuan)的(de)方式实现测(ce)量(liang)(liang)。接(jie)(jie)触(chu)式传(chuan)感(gan)器的(de)可形变量(liang)(liang)极(ji)小(xiao),在圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)测(ce)前定心调整过(guo)程(cheng)中,大(da)偏心距累积的(de)运动定位误(wu)差(cha)极(ji)易超出传(chuan)感(gan)器的(de)极(ji)限行程(cheng)而造(zao)成传(chuan)感(gan)器损(sun)坏。受被测(ce)对象的(de)尺(chi)寸、重量(liang)(liang)及高精(jing)密(mi)转(zhuan)(zhuan)台(tai)的(de)制造(zao)技(ji)术等因素的(de)影响,过(guo)大(da)的(de)载(zai)荷将严重影响精(jing)密(mi)轴系(xi)的(de)回转(zhuan)(zhuan)精(jing)度(du)(du),所产(chan)生的(de)随机误(wu)差(cha)难以通过(guo)算法有效(xiao)补偿,无法满足大(da)型(xing)工件(jian)的(de)高精(jing)度(du)(du)测(ce)量(liang)(liang)需(xu)求(qiu)。对于(yu)(yu)直径超过(guo)2米的(de)大(da)型(xing)轴承套(tao)圈,由于(yu)(yu)零件(jian)尺(chi)寸巨大(da)、圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)测(ce)量(liang)(liang)精(jing)度(du)(du)要(yao)求(qiu)高以及测(ce)量(liang)(liang)环境的(de)局限性,现有的(de)接(jie)(jie)触(chu)式传(chuan)感(gan)器与转(zhuan)(zhuan)台(tai)回转(zhuan)(zhuan)的(de)测(ce)量(liang)(liang)方式难以满足其测(ce)量(liang)(liang)要(yao)求(qiu)。因此,亟(ji)须研究针对大(da)型(xing)回转(zhuan)(zhuan)类(lei)零件(jian)圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)的(de)现场(chang)快(kuai)速(su)精(jing)密(mi)测(ce)量(liang)(liang)方法及相应的(de)评定技(ji)术。

  智能检测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)与装备研(yan)究室(shi)IDE团(tuan)队(dui)提(ti)出的(de)高负(fu)载大(da)(da)可(ke)变量(liang)(liang)程的(de)大(da)(da)型(xing)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)度(du)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)新方(fang)(fang)法(fa)采用(yong)(yong)具有精密(mi)、隔(ge)震等特(te)性(xing)的(de)气浮(fu)驱动(dong)技术,配合(he)精密(mi)耦件,运用(yong)(yong)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)前(qian)(qian)快(kuai)速(su)自(zi)(zi)适(shi)应(ying)偏(pian)置(zhi)(zhi)调(diao)整技术实现工(gong)件测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)前(qian)(qian)自(zi)(zi)动(dong)定心,采用(yong)(yong)精密(mi)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)头(tou)回(hui)转的(de)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)快(kuai)速(su)获取(qu)有效(xiao)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)信(xin)息。在测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)原(yuan)理方(fang)(fang)面,研(yan)究提(ti)出了(le)(le)更完善(shan)的(de)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)度(du)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)模型(xing)及误差分(fen)(fen)离(li)算法(fa),测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)前(qian)(qian)定心与实际测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)采用(yong)(yong)分(fen)(fen)立(li)的(de)运动(dong)控(kong)制系统(tong),既解决(jue)了(le)(le)大(da)(da)型(xing)工(gong)件的(de)载荷问题,又可(ke)应(ying)用(yong)(yong)模型(xing)参数拟(ni)合(he)的(de)方(fang)(fang)式(shi)(shi)(shi)实现偏(pian)心、测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)线(xian)偏(pian)置(zhi)(zhi)、被测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)轴倾斜等误差的(de)精准分(fen)(fen)离(li);测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)系统(tong)采用(yong)(yong)对称式(shi)(shi)(shi)双测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)头(tou)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方(fang)(fang)案,综合(he)了(le)(le)非接(jie)触(chu)式(shi)(shi)(shi)位移传感器安全、柔性(xing)的(de)特(te)点与接(jie)触(chu)式(shi)(shi)(shi)位移传感器精密(mi)、可(ke)靠的(de)特(te)性(xing)。该(gai)方(fang)(fang)法(fa)突破了(le)(le)传统(tong)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方(fang)(fang)法(fa)在大(da)(da)型(xing)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)度(du)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)过程中的(de)局限性(xing),实现了(le)(le)大(da)(da)型(xing)回(hui)转类零件圆(yuan)(yuan)柱(zhu)度(du)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)前(qian)(qian)自(zi)(zi)适(shi)应(ying)偏(pian)置(zhi)(zhi)调(diao)整和(he)现场(chang)快(kuai)速(su)精密(mi)测(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)。

  该(gai)研(yan)发(fa)(fa)团(tuan)队(dui)已完成大(da)(da)(da)型(xing)圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)(du)测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)仪原理样机(ji)的(de)研(yan)发(fa)(fa)工作,并在《光学(xue)精密(mi)工程》《中(zhong)国(guo)(guo)(guo)激光》等上(shang)发(fa)(fa)表(biao)论文2篇,申请(qing)发(fa)(fa)明(ming)专利4项(xiang)。经过国(guo)(guo)(guo)家权威计(ji)量(liang)(liang)(liang)专家及(ji)天津计(ji)量(liang)(liang)(liang)院的(de)检定,大(da)(da)(da)型(xing)圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)(du)测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)仪样机(ji)的(de)回转(zhuan)精度(du)(du)(du)为(wei)42.6nm,Z向导轨精度(du)(du)(du)139nm/100mm,最大(da)(da)(da)测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)直径为(wei)2500mm,且其测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)范围可根据使(shi)用需求(qiu)进(jin)一(yi)步(bu)拓展。这意(yi)(yi)味着该(gai)原理样机(ji)的(de)核心技(ji)术指标(biao)已达(da)到国(guo)(guo)(guo)内领先、国(guo)(guo)(guo)际(ji)先进(jin)水平。该(gai)项(xiang)目(mu)的(de)实(shi)施将进(jin)一(yi)步(bu)夯(hang)实(shi)我(wo)国(guo)(guo)(guo)大(da)(da)(da)型(xing)轴承(cheng)及(ji)以大(da)(da)(da)型(xing)轴承(cheng)为(wei)核心基(ji)础部件的(de)高端(duan)装备(bei)的(de)制(zhi)(zhi)造(zao)技(ji)术基(ji)础,推动直径大(da)(da)(da)于2米的(de)大(da)(da)(da)型(xing)轴承(cheng)圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)(du)测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)仪的(de)研(yan)究,掌(zhang)握大(da)(da)(da)型(xing)圆(yuan)柱(zhu)度(du)(du)(du)测(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)仪的(de)核心技(ji)术,提(ti)高轴承(cheng)及(ji)相关行业(ye)的(de)自主(zhu)创新(xin)能力(li),为(wei)我(wo)国(guo)(guo)(guo)高铁、风(feng)电(dian)和(he)高档(dang)数(shu)控(kong)机(ji)床等高端(duan)装备(bei)制(zhi)(zhi)造(zao)业(ye)的(de)进(jin)一(yi)步(bu)发(fa)(fa)展提(ti)供保障(zhang)能力(li),对我(wo)国(guo)(guo)(guo)从制(zhi)(zhi)造(zao)大(da)(da)(da)国(guo)(guo)(guo)迈向制(zhi)(zhi)造(zao)强国(guo)(guo)(guo),具有重(zhong)要的(de)现实(shi)意(yi)(yi)义和(he)社会(hui)经济效益。

大型(xing)零件圆柱度测量仪样机

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